平時講的氫(qing)脆(cui)為由內氫(qing)或(huo)者(zhe)外氫(qing)導(dao)致(zhi)而形成的可(ke)逆氫(qing)脆(cui)，其主要特點如下：


 1. 應變(bian)(bian)(bian)速(su)度(du)(du)低氫(qing)脆敏感性(xing)強，形變(bian)(bian)(bian)速(su)度(du)(du)的(de)增高(gao)導致氫(qing)脆發(fa)生(sheng)的(de)溫度(du)(du)范疇變(bian)(bian)(bian)窄、塑性(xing)減小、幅度(du)(du)變(bian)(bian)(bian)低，即氫(qing)脆不容易發(fa)生(sheng)。此(ci)外，如果(guo)應變(bian)(bian)(bian)速(su)度(du)(du)高(gao)于(yu)某臨(lin)界值，則氫(qing)脆不會發(fa)生(sheng)。


 2. 氫脆對(dui)高(gao)強度(du)鋼較敏感(gan)，這是由于高(gao)強度(du)鋼在熱(re)力(li)學上(shang)比較不穩定，容易發(fa)生(sheng)脆化，氫脆的敏感(gan)性隨著材料屈服極限(xian)值(zhi)的升高(gao)而(er)升高(gao)。


 3. 氫(qing)(qing)脆(cui)對含氫(qing)(qing)量較(jiao)敏感，鋼(gang)的氫(qing)(qing)脆(cui)臨界應力值隨著氫(qing)(qing)濃度的增加(jia)而下降，同時鋼(gang)發(fa)生(sheng)氫(qing)(qing)脆(cui)的孕育期和破壞時間均隨著氫(qing)(qing)濃度的升高而縮短。


 4. 氫脆(cui)的產生是(shi)在某個應力(li)范圍之內的，即(ji)氫脆(cui)的產生存在一個上、下臨(lin)界(jie)應力(li)值，其為一種(zhong)延(yan)遲破(po)壞。只有當應力(li)在上、下臨(lin)界(jie)應力(li)值之間(jian)時延(yan)遲破(po)壞才(cai)會(hui)發(fa)(fa)生，其發(fa)(fa)生主要有三(san)個階段(duan)，分別為孕育期、裂(lie)紋在應力(li)作用下長(chang)大及失穩斷(duan)裂(lie)。而應力(li)低(di)于下臨(lin)界(jie)應力(li)值時不管時間(jian)多久都不會(hui)出現(xian)脆(cui)斷(duan)現(xian)象；當應力(li)高于上臨(lin)界(jie)應力(li)值時就能夠出現(xian)瞬時脆(cui)斷(duan)的現(xian)象。

 

 5. 溫度越高氫(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感性越低，即(ji)氫(qing)(qing)脆(cui)具(ju)有低脆(cui)性溫度特征。此(ci)外，氫(qing)(qing)脆(cui)的裂(lie)紋擴展具(ju)有不連續的特征，很少(shao)出現(xian)分支并(bing)且通常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)很少(shao)在材料的表面形成(cheng)裂(lie)紋源。



在應(ying)力(li)影響(xiang)下，氫能夠(gou)在裂(lie)紋尖端的三(san)向應(ying)力(li)區富集，導致材料斷(duan)裂(lie)應(ying)力(li)減(jian)小從(cong)而(er)造成脆性(xing)斷(duan)裂(lie)。現階(jie)段較為流行的氫脆機(ji)制如(ru)下：


1. 氫壓理論


  氫壓(ya)(ya)理論(lun)指(zhi)出(chu)一(yi)(yi)些過飽和的(de)(de)氧在(zai)金(jin)屬(shu)中的(de)(de)一(yi)(yi)些缺(que)陷位置（如孔隙(xi)，晶(jing)界(jie)）析出(chu)，并且(qie)H結合(he)成(cheng)H2能夠在(zai)金(jin)屬(shu)的(de)(de)這些缺(que)陷處形成(cheng)比較大(da)的(de)(de)內壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)，該內壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)跟外(wai)外(wai)應力(li)(li)(li)或(huo)者金(jin)屬(shu)內部的(de)(de)殘余應力(li)(li)(li)形成(cheng)合(he)力(li)(li)(li)，當金(jin)屬(shu)的(de)(de)屈服(fu)極限低于(yu)這個合(he)力(li)(li)(li)時，斷裂就會發(fa)生、即氫在(zai)金(jin)屬(shu)材料(liao)缺(que)陷處所形成(cheng)的(de)(de)內壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)跟外(wai)應力(li)(li)(li)促(cu)進了裂紋的(de)(de)形成(cheng)和發(fa)展(zhan)，


2. 吸(xi)附氫降低表面能理(li)論


  氫(qing)吸(xi)附在(zai)(zai)裂(lie)紋(wen)尖(jian)端時能(neng)(neng)夠導致金(jin)屬表面能(neng)(neng)減(jian)小，進面造成金(jin)屬的(de)(de)斷裂(lie)應力(li)減(jian)小，吸(xi)附氫(qing)降(jiang)低表面能(neng)(neng)理論可(ke)(ke)以(yi)被用(yong)來很(hen)好地詮釋(shi)應變速率對氫(qing)脆(cui)的(de)(de)作(zuo)用(yong)，闡明氫(qing)脆(cui)發生孕育期(qi)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)及(ji)在(zai)(zai)較低的(de)(de)氫(qing)分壓條(tiao)件下實驗(yan)過程中出現脆(cui)斷現象等。但是吸(xi)附氫(qing)降(jiang)低表面能(neng)(neng)理論不可(ke)(ke)以(yi)用(yong)來解(jie)釋(shi)氫(qing)脆(cui)可(ke)(ke)逆性的(de)(de)特(te)(te)點，以(yi)及(ji)不可(ke)(ke)以(yi)解(jie)釋(shi)氫(qing)脆(cui)裂(lie)紋(wen)擴(kuo)展(zhan)具有(you)不連續特(te)(te)征等。


3. 弱(ruo)鍵理(li)論


  氫在(zai)(zai)(zai)應力(li)(li)的(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)會在(zai)(zai)(zai)材料(liao)缺口或者裂紋(wen)尖端的(de)(de)(de)三(san)向應力(li)(li)區聚(ju)集(ji)，進而(er)導致(zhi)該處金屬(shu)(shu)原(yuan)子(zi)(zi)鍵(jian)的(de)(de)(de)結合能降低，金屬(shu)(shu)在(zai)(zai)(zai)較小的(de)(de)(de)應力(li)(li)作用(yong)下(xia)就會發(fa)生脆(cui)性(xing)斷裂。氫能夠減弱(ruo)原(yuan)子(zi)(zi)鍵(jian)結合能的(de)(de)(de)原(yuan)因在(zai)(zai)(zai)于氫的(de)(de)(de)1S電子(zi)(zi)進人到(dao)了過(guo)(guo)渡族(zu)金屬(shu)(shu)元素沒有填滿的(de)(de)(de)3d帶，使得(de)金屬(shu)(shu)3d帶電子(zi)(zi)的(de)(de)(de)密集(ji)度增強，提高了金屬(shu)(shu)原(yuan)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)排斥力(li)(li)、減弱(ruo)了其鍵(jian)力(li)(li)，進而(er)導致(zhi)了金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)脆(cui)化。但是非(fei)過(guo)(guo)渡族(zu)由于金屬(shu)(shu)元素不存在(zai)(zai)(zai)3d帶，因而(er)該理論的(de)(de)(de)缺陷在(zai)(zai)(zai)于無法解釋非(fei)過(guo)(guo)渡族(zu)金屬(shu)(shu)合金，例如(ru)，鋁合金、鎂合金等的(de)(de)(de)可逆性(xing)氫脆(cui)。


4. 氫氣團釘扎理(li)論


  氫氣團(tuan)釘(ding)扎(zha)理(li)(li)論指出(chu)氫脆的(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)是由于(yu)位(wei)錯(cuo)(cuo)的(de)(de)(de)移(yi)動(dong)(dong)受到氫的(de)(de)(de)釘(ding)扎(zha)作用導致的(de)(de)(de)，同時氫與位(wei)錯(cuo)(cuo)之間(jian)的(de)(de)(de)互相作用理(li)(li)論指出(chu)氫脆僅存(cun)在(zai)于(yu)在(zai)特(te)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)及(ji)(ji)形(xing)(xing)(xing)變(bian)范疇之內。當(dang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)處(chu)于(yu)小于(yu)臨界溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)，Cottrell氣團(tuan)能(neng)(neng)夠在(zai)含氫金屬的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)變(bian)過程(cheng)中產生(sheng)(sheng)。氫原子的(de)(de)(de)擴散在(zai)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)太低(di)但(dan)是形(xing)(xing)(xing)變(bian)速度(du)(du)較(jiao)小的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)能(neng)(neng)夠與位(wei)錯(cuo)(cuo)運動(dong)(dong)速度(du)(du)相適合(he)，即(ji)Cottrell氣團(tuan)在(zai)落后于(yu)位(wei)錯(cuo)(cuo)一(yi)定(ding)(ding)距離的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia)(xia)伴隨(sui)著位(wei)錯(cuo)(cuo)運動(dong)(dong)而運動(dong)(dong)，即(ji)導致位(wei)錯(cuo)(cuo)不(bu)能(neng)(neng)自(zi)由運動(dong)(dong)，該種(zhong)情(qing)形(xing)(xing)(xing)被(bei)稱為氫對位(wei)錯(cuo)(cuo)移(yi)動(dong)(dong)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)釘(ding)扎(zha)效應。該種(zhong)效應能(neng)(neng)夠導致材(cai)料發生(sheng)(sheng)局部硬化(hua)的(de)(de)(de)現象，新位(wei)錯(cuo)(cuo)在(zai)外力(li)的(de)(de)(de)影響(xiang)下(xia)(xia)(xia)連續產生(sheng)(sheng)，當(dang)新位(wei)錯(cuo)(cuo)跟(gen) Cottrell氣團(tuan)在(zai)移(yi)動(dong)(dong)過程(cheng)中碰到例(li)如晶界等障礙(ai)時，就會(hui)在(zai)障礙(ai)處(chu)產生(sheng)(sheng)氫氣集結(jie)及(ji)(ji)位(wei)錯(cuo)(cuo)塞積，在(zai)應力(li)足夠大(da)的(de)(de)(de)狀況下(xia)(xia)(xia)就會(hui)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)裂紋，并(bing)且會(hui)自(zi)此(ci)擴展以及(ji)(ji)長(chang)大(da)。